技术领域
[0001] 本发明属于激光焊接技术领域，涉及一种高反射率材料零件的激光焊接工艺方法。
相关背景技术
[0002] 激光焊接技术已应用到石油、化工、原子能工程、航空航天等制造领域，对于碳素结构钢、不锈钢、铝合金等常规材料的焊接表现出了优异的性能，国内外学者对其进行了大量的实验研究，积累了大量的理论经验。而对于铜合金的激光焊接研究比较匮乏，对紫铜激光焊接的工艺、接头力学性能及金相组织的研究也主要集中在薄板上，涉及中厚板无氧铜的激光焊接工艺研究较少。
[0003] 对于碳素结构钢、不锈钢、铝合金等常规材料，激光焊接具有优异的性能，但对于激光焊接无氧铜时，由于无氧铜对激光具有高反射率，可以达到90％以上，在激光焊接时，照射到零件表面的大部分激光能量被反射，造成了激光能量的浪费，成品率很小，对激光焊接应用于无氧铜构件造成不利的影响。
[0004] 在电子加速器、波导管等电真空微波器件研制中，对于无氧铜件的连接，目前常用焊接方法中存在焊料堆积、变色、吸氢、工艺流程繁复、焊接接头质量不可控等问题，采用惰性气体保护的激光焊接方法可以改善这些问题。无氧铜作为一种对激光具有高反射率的材料，采用激光焊接时对激光功率的有效利用率低，这也是限制激光焊接在无氧铜上的应用和发展的客观问题。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图对本发明进行进一步详细描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0022] 以无氧铜为例，本发明的焊接方法流程如图2所示，其步骤包括：
[0023] 1、待焊接零件的结构设计：包括零件配合间隙、坡口角度等
[0024] 如图1所示，零部件设计时，待焊接零件的焊接部位的配合缝隙应尽量小，不大于0.05～0.1mm。缝隙过大易造成虚焊，焊接强度低；缝隙过小对零件加工精度、安装工艺有较高的要求。
[0025] 在待焊接零件的焊接部位开坡口，坡口角度5°～15°，坡口深度1～3mm，可使激光束在焊接部位进行多次反射，直至焊缝底部，激光能量在焊接部位堆积，解决了无氧铜等高反射率材料激光能量利用率低的问题。
[0026] 2、焊接前预处理工艺，提高表面粗糙度(降低表面光洁度)：包括磨料打磨、激光刻蚀、黑化处理、表面涂层等。
[0027] 对焊接部位进行焊接前预处理，提高表面粗糙度，粗糙度值应大于Ra6.3(即表面的粗糙程度平均值为6.3微米)，使得表面更粗糙，从而降低激光的反射率。处理工艺包括磨料(砂纸、油石等)打磨、激光刻蚀、黑化处理、表面涂层等。
[0028] 预处理后将待焊接部位进行固定，使配合缝隙尽量小。
[0029] 3、采用合适的焊接参数对两待焊接部件进行焊接，焊接参数包括入射激光角度、激光能量、焊接速度、离焦量等。
[0030] 入射角度应小于5°，使激光束能照射到同侧零件的坡口上，增大反射角，保证在坡口处有足够的反射次数，提高激光能量利用率。
[0031] 激光能量直接影响到焊缝处的熔深，可保证有一定的连接强度及密封性要求。激光功率1.2～3kW，过大的激光功率可能出现过熔现象。
[0032] 一定激光功率下，焊接速度越慢，能量累积越多，熔深越大，要放止过熔现象。焊接速度1～3m/min，焊接速度过慢，激光在同一焊接处的停留时间将增加，热量在该处累积过多，容易发生过烧现象，导致零件报废；焊接速度过快，激光在同一焊接处的停留时间下降，热量在该处积累不够，焊缝熔深下降，甚至发生焊接断点，造成密封性不良。
[0033] 离焦量影响焊件接受激光照射能量的大小，同时也决定了激光在焊件表面的光斑大小，从而对焊接熔深和焊缝宽度有直接影响。离焦量越小，光斑越小，焊件接受的激光功率密度越大，焊缝熔深越大，同时也会造成金属蒸发快。设置合适的离焦量‑3～+3mm，获得理想的激光功率密度，从而得到理想的焊接熔深和焊缝宽度，降低焊接过程中的金属蒸发。
[0034] 入射激光角度、激光能量、焊接速度、离焦量等焊接参数应配合设置，保证焊接熔深2～5mm，达到要求的焊接强度和密封性。
[0035] 尽管为说明目的公开了本发明的具体实施例，其目的在于帮助理解本发明的内容并据以实施，本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于最佳实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。
